- доокисление материалов, поступивших в НКС в ходе деградации а.з.
Программа ГЕФЕСТ может быть использована при исследовании развития ТА в реакторах типа ВВЭР для различных сценариев и допущений о ходе процессов, а также для обоснования температурного режима начальной стадии заполнения УЛР. При надлежащем задании входных данных программа может быть использована для моделирования аналогичных теплофизических процессов в других устройствах и конструкциях.
Программа для ЭВМ "ГЕФЕСТ" разработана в ИБРАЭ РАН г.Москва.
Программа может работать как в "сквозном" расчете ТА в составе комплекса "РАТЕГ/СВЕЧА/ГЕФЕСТ", так и автономно, при наличии соответствующих входных данных.
Программа написана на языке Фортран-77 и включает в себя только стандартные конструкции языка.
В основе моделирования тяжелоаварийных процессов лежит численное решение нелинейной двухмерной задачи теплопроводности методом конечных элементов (МКЭ).
Основные интегральные характеристики процессов разрушения корпуса на выходе программы:
- время и место разрушения корпуса, временной ход поступления расплава реакторных материалов в УЛР;
- масса и состав вещества, поступающего в УЛР, его температура и теплосодержание.
Методика расчета описана в [ 5.6 ], входные и выходные данные – в [ 5.7 ].
Результаты расчета включают в себя текстовые файлы таблиц выходных данных в последовательные моменты времени и двоичные файлы последовательных пространственных распределений физических величин. Визуализация распределений-результатов расчета производится отдельной программой постпроцессором HefestView.
Программа ГЕФЕСТ предназначена для моделирования процессов в нижней части реактора типа ВВЭР, состоящих в заполнении пространства НКС веществом разрушающейся а.з., разогреве, плавлении и разрушении конструкций и корпуса реактора с последующим поэтапным выходом расплава из корпуса. Расчет ГЕФЕСТа согласован с расчетом процессов в остальной части РУ, осуществляемых модулями СВЕЧА и РАТЕГ путем обмена вычисляемыми параметрами на каждом шаге по времени. Программа позволяет решать следующие задачи:
- Расчет теплового режима нижней части корпуса, учитывающий:
- геометрию областей с криволинейными границами и состоящих из разнородных материалов со свойствами, зависящими от температуры;
- возможность использования при моделировании процессов граничных условий различных типов: адиабатических, температурных, потоковых, теплообмена по закону Ньютона (3-го рода), радиационных;
- условия теплосъема с поверхности корпуса и расплава (паро-водяное охлаждение, теплообмен излучением);
- распределение и перемещение веществ а.з. в рамках предположений сценария аварии, результирующий состав в данном месте расчетной области и средний состав образующегося расплава.
- Расчет термомеханических процессов, учитывающий;
- напряженно-деформированное состояние твердого тела, связанное с тепловыми деформациями, осуществляемое в приближении, что напряжения и деформации не влияют на теплоперенос;
- упрочнение материалов, которое связано с пластической деформацией;
- высокотемпературную ползучесть;
- контактное взаимодействие на границах подобластей;
- разрушение конструкций с учетом различных сценариев (потеря несущей способности, образование отверстия и др.) на основании критериев разрушения.
Путем прямых численных расчетов программа ГЕФЕСТ позволяет исследовать влияние соотношения входных параметров на временной ход процессов теплового разрушения НКС и корпуса, а также на количество, состав и температуру материала, выходящего после разрушения.
Ограничения на область применения и точность получаемых результатов вытекают из физических допущений, используемых при построении алгоритмов методики расчета.
Код предназначен для моделирования нестационарных процессов в нижней части корпуса реактора типа ВВЭР (включая НКС, пространство между подвесной корзиной шахты и корпусом реактора, а также сам корпус реактора):
При гипотетической аварии с центральным разрушением ДР основные «глобальные» задачи-процессы таковы:
- Тепловое разрушение ДР;
- Тепловое разрушение ПКШ;
- Разогрев и тепловое разрушение корпуса;
- Деформирование и механическое разрушение корпуса
При моделировании названных задач, соответствующих стадиям процесса разрушения, кодом моделируются следующие явления:
- разогрев, плавление и распространение границы расплава;
- теплообмен излучением в щелях и полостях сложной формы;
- неоднородное в пространстве и во времени распределение мощности источников;
- стратификация в расплаве в объеме НКС;
- эффект фокусировки теплового потока при проплавлении стенки;
- разрушение корпуса и его тепловая эрозия после начального разрушения, сопровождаемая удалением (вытеканием) расплава из корпуса;
- дополнительное «доокисление» Zr при взаимодействии с водой в объеме НКС;
- при больших давлениях в корпусе − термомеханическое разрушение;
- поступление материалов в УЛР («очередность» поступления и состав расплава).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.